Lézer színkeverés

Ωmega Labs

	Lézer színkeverés:

	A kérdés egyszerű: lehet-e a koherens szűkspetrumú lézereket keverni, ahogy pl. a festéket? A válasz lehet, de van néhány fontos dolog. Az első, hogy az emberi szem hogy látja a színeket. Leginkább a sárga/zöld tartományra a legérzékenyebb, onnantól kezdve lejt mind a kék, mind a vörös irányában. Ezért ennek megfelelően kell a színeket kombinálni. A másik dolog, hogy a színkeverés additív módon történik, azaz R+G+B = fehér. A 3 alapszínből így kikeverhetőek azok komplemeter színei, amik :

Sárga: vörös (635-650nm) + zöld (532nm).
Magenta: vörös (635-650nm) + kék (473nm ; 407nm)
Cián: zöld (532nm) + kék (473nm ; 407nm)
Fehér: zöld (532nm) + kék (473nm ; 407nm) + vörös (635-650nm)

Színspektrum : omegalabs.eu/assets/images/SPEKTRUMf.jpg

A színeknek 3 tulajdonsága van:
1. Az adott szín hullámhossza (vagy frekvenciája)
2. A színtelítettség (megmutatja mekkora az adott színben a spektrálszín és a fehér aránya)
3. A fénysűrűség (világosság, szubjektív színérzet, pl. a barna és sárga szín spektrális összetétele ugyan az, de világosságuk nem, a sárga világosságértéke nagyobb)

Fehérnek mi a nap fényét tekintjük valódi fehérnek, amit feketetest sugárzásra cserélve
5250 Kelvin színhőmérsékletet jelent.

Ahogy a színes televíziónál is, itt is arról van szó, hogy a szemet ‘becsapjuk’. Egy átlagos emberi szem felbontóképessége színes képelemekre 10’ (kb. 1,5MHz, fekete fehér esetén ez 6MHz). Így, ha 2 szín távolsága kisebb, mint 10’, akkor a két szín eredőjét látjuk. Ha tehát elegendően közel kerülnek egymáshoz (vagy fedik egymást) a lézernyalábok, a két szín eredőjét fogjuk látni (azaz additív összegét).
Televíziótechnikában a három alapszín: R(610nm) G(535nm) B(470nm). Ezen színek összege a déli 12 órai napsütés színhőmérsékletének felel meg. Az arányok pedig:
0,3R-0,59G-0,11B.

Más hullámhosszakhoz más arány szükséges a tiszta fehér szín előállításához. Lézereknél is vannak ilyen arányok, azonban tapasztalati úton egyszerűbb ezeket összerakni.

A színkeveréshez elősorban szükség van egy olyan tükörre, ami legalább féligáteresztő. Ezzel ugyanis két nyaláb egyazon térfogatba kerül, minden irányból fedik egymást. A következő egyszerű kép szemlélteti a megoldást:




		A fenti képen dielektrikumtükrökkel van megoldva a színkeverés. A dielektrikumtükrök előnye a féligáteresztőkkel szemben, hogy adott hullámhosszt teljesen visszavernek, míg más hullámhosszakat teljesen átengednek. A féligáteresztő tükröknél mindkét lézer teljesítményéből a fele elveszik. Lássuk ezt a gyakorlatban:



		Vörös : 650nm 150mW, zöld : 532nm 50mW (25mW üzemen). A két nyaláb nem tökéletesen fedi egymást, így a sárga alján egy kis vörös szín látható, a tetején pedig zöld.. A dielektrikumtükör szöge sem mindegy, a nyalábáteresztő és visszaverő képességét a döntés szöge befolyásolja. Ezért látható a túloldalán egy tükrözött ‘sárga’ vagy inkább barna nyaláb.



	Itt, a fenti képen látható a két lézerforrás is. Ebben az esetben már egész jól fedik egymást a nyalábok, de nagyon hosszú idő, mire az ember beállítja így.



		Itt nagyjából sárga a nyaláb. Lejebb lévő képeknél a zöld lézer teljesítménye van állítva, látható, mennyire befoyálsolja a színt:


	Következzen néhány RGB lézer kép (R 650nm 150mW, G 532nm 50mW, B 407nm 150mW):


	Víz effekt képek forgótükörrel:


	Videó: